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  • DDS技术原理

    2014-05-28 17:30:57
    DDS的原理以及相关示意图. 直接数字合成(Direct Digital Synthesis、DDS)是一种新的频率合成技术和信号产生的方法。直接数字频率合成器(DDS)...此外,DDS技术大部分是基于数字电路技术的,具有可编程控制的突出优点。
  • DDS技术架构

    千次阅读 2020-08-03 13:53:34
    DDS技术架构(资料收集) DDS的目标 (1)促进分布式系统中数据分发的效率; (2)实时、可信和高性能的发布/订阅中间件,其语义可通过服务质量(QoS,Quality of Service)标准进行控制。 DDS基本框架 DDS...
    1. DDS技术架构(资料收集)
      1. DDS的目标

    (1)促进分布式系统中数据分发的效率;

    (2)实时、可信和高性能的发布/订阅中间件,其语义可通过服务质量(QoS,Quality of Service)标准进行控制。

      1. DDS基本框架

    DDS标准化了数据交换的接口和行为,它描述了两个层次的接口:

    (1)以数据为中心的发布/订阅DCPS层

    DCPS是DDS的核心层,提供发布与订阅数据的功能,使发布者能够发布拥有的数据,订阅者能够订阅感兴趣的数据,建立一个不需要维护的、快捷的数据通道。

    (2)数据本地重构DLRL层

    DLRL是DDS的可选层,建立在DCPS与应用层之间,以类的形式对DCPS层提供的服务进行了封装,DLRL层通过这些类让应用层可以快速地访问数据。

    DDS为用户提供了统一的应用程序编程接口API,将数据发布、传递以及接收的接口和行为标准化。该规范实现对复杂系统中的数据进行实时,高效的传输要求;在分布式网络环境下,可以实现动态组网和数据的按需多点分发。同时规范化了QoS,使其能够满足实时通信的需求,优化了分布式系统的高实时性,用于满足对高性能、可预见性有较高要求的关键任务领域的计算需求。

    DDS主要包括主题(Topic)、域(Domain)和域成员(Domain participant)、发布者(Publisher)和数据写入者(Data Writer)、订阅者(Subscriber)和数据读取者(Data Reader)、监听器(Listener)、条件触发器(Status Condition)等要素。其中:

    (1)主题

    发布者与订阅者之间通过主题(数据写入者与数据读取者的主题)进行匹配,具有相同主题的发布者与订阅者可以直接进行点对点的数据传输,不需要中间媒介;

    (2)域和域成员

    DDS通过域来划分逻辑网络,域名相同的应用相互之间才能通信,这样就可以在一个物理网络上虚拟多个通信网络;

    (3)发布者和数据写入者

    发布者将其数据写入者组织起来,由数据写入者对数据进行分发;

    (4)订阅者和数据读取者

    订阅者用来组织数据读取者,通过数据读取者从网络上获得数据并传递给应用;

    (5)监听器

    监听器为DDS中间件提供了一种通知应用程序相关的异步事件的机制;

    (6)条件触发器

    作为监听器的补充,提供了中间件与应用程序之间的另一种同步通信模式,是基于等待的。

    QoS策略控制是DDS的最大亮点。它将资源的可用情况、提供方对资源的占有程度及请求方对资源的期待程度分别归纳为主题QoS,发布者QoS和订阅者QoS。QoS参数虚拟了底层和整个通信机制,包括带宽限制、可靠性、等待时间和资源限制等。发布/订阅数据过程中,中间件负责检查两者之间的QoS是否兼容,从而来确定数据连接的建立情况以及数据的传输控制,大大增加了通信的灵活性。

    基于DDS的分布式系统中,加入DDS网络的节点发布自己想要发布的(或者想要订阅的)Topic和QoS,DDS网络上已经存在的节点收听到这个请求后和自己的发布订阅情况以及QoS标准进行对照,如果新加入节点的Topic信息与自己相关,并且QoS标准也符合要求,就主动同新加入的节点进行通信,将自己的Topic信息发送给新加入节点,同时,把新加入节点的相应信息注册到本节点上,以便有通信需求时建立点到点连接。

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  • fpga实现dds dds的三种实现方式 dds技术比较 直接频率合成器
  • 摘 要:本文介绍了一种利用DDS技术实现的变频电源。方法简单可行,调试、维护都很方便,其波形的谐波含量低,频率准确度高,并且能够实现频率连续可调。关键词: DDS;变频;单片机 引言传统变频电源的实现主要...
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  • 摘 要:本文介绍了一种利用DDS技术实现的变频电源。方法简单可行,调试、维护都很方便,其波形的谐波含量低,频率准确度高,并且能够实现频率连续可调。关键词: DDS;变频;单片机 引言传统变频电源的实现主要...
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  • DDS技术教材

    2018-10-18 09:08:18
    DDS基础教材,学习DDS的基础教程,原理及实现的机理,英文版;
  • 本文介绍了基于DDS技术正弦信号发生器的设计。
  • 基于高速DDS技术的宽带雷达信号模拟器的设计
  • DDS 与 DSP(数字信号处理)相比,DDS 具有功耗低、分辨率高和信号发生速度快等优点,DDS 技术 的出现简化了信号产生的过程,DDS 信号发生是以外部参考时钟作为基准,通过参考时钟的选择决定信号频 率的精度。其中大...
  • 基于DDS技术的高频正弦波发生器的设计、电子技术,开发板制作交流
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  • DDS技术原理(转载)

    2020-09-05 10:18:37
    什么是DDS  DDS是直接数字式频率合成器(Direct Digital Synthesizer)的英文缩写,是一项关键的数字化技术。... DDS技术的基本原理  随着数字技术在仪器仪表和通信系统中的广泛使用,可从参考频率源产生多个

    1.转载:http://www.elecfans.com/news/dianzi/20171103574751.html

    什么是DDS

      DDS是直接数字式频率合成器(Direct Digital Synthesizer)的英文缩写,是一项关键的数字化技术。与传统的频率合成器相比,DDS具有低成本、低功耗、高分辨率和快速转换时间等优点,广泛使用在电信与电子仪器领域,是实现设备全数字化的一个关键技术。

      DDS技术的基本原理

      随着数字技术在仪器仪表和通信系统中的广泛使用,可从参考频率源产生多个频率的数字控制方法诞生了,即直接数字频率合成(DDS)。其基本架构如图1所示。该简化模型采用一个稳定时钟来驱动存储正弦波(或其它任意波形)一个或多个整数周期的可编程只读存储器(PROM)。随着地址计数器逐步执行每个存储器位置,每个位置相应的信号数字幅度会驱动DAC,进而产生模拟输出信号。最终模拟输出信号的频谱纯度主要取决于DAC.相位噪声主要来自参考时钟。

      DDS是一种采样数据系统,因此必须考虑所有与采样相关的问题,包括量化噪声、混叠、滤波等。例如,DAC输出频率的高阶谐波会折回奈奎斯特带宽,因而不可滤波,而基于PLL的合成器的高阶谐波则可以滤波。

    dds技术的基本原理

      图1:直接数字频率合成系统的基本原理

      这种简单DDS系统的基本问题在于,最终输出频率只能通过改变参考时钟频率或对PROM重新编程来实现,非常不灵活。实际DDS系统采用更加灵活有效的方式来实现这一功能,即采用名为数控振荡器(NCO)的数字硬件。图2所示为该系统的框图。

    dds技术的基本原理

      图2:灵活的DDS系统

      系统的核心是相位累加器,其内容会在每个时钟周期更新。相位累加器每次更新时,存储在△相位寄存器中的数字字M就会累加至相位寄存器中的数字。假设△相位寄存器中的数字为00…01,相位累加器中的初始内容为00…00.相位累加器每个时钟周期都会按00…01更新。如果累加器为32位宽,则在相位累加器返回至00…00前需要232(超过40亿)个时钟周期,周期会不断重复。

      相位累加器的截断输出用作正弦(或余弦)查找表的地址。查找表中的每个地址均对应正弦波的从0°到360°的一个相位点。查找表包括一个完整正弦波周期的相应数字幅度信息。(实际上,只需要90°的数据,因为两个MSB中包含了正交数据)。因此,查找表可将相位累加器的相位信息映射至数字幅度字,进而驱动DAC.图3用图形化的“相位轮”显示了这一情况。

      考虑n = 32,M = 1的情况。相位累加器会逐步执行232个可能的输出中的每一个,直至溢出并重新开始。相应的输出正弦波频率等于输入时钟频率232分频。若M=2,相位累加器寄存器就会以两倍的速度“滚动”计算,输出频率也会增加一倍。以上内容可总结如下:

    dds技术的基本原理

      图3:数字相位轮

      n位相位累加器(大多数DDS系统中,n的范围通常为24至32)存在2n个可能的相位点。△相位寄存器中的数字字M代表相位累加器每个时钟周期增加的数量。如果时钟频率为fc,则输出正弦波频率计算公式为:

      dds技术的基本原理

      该公式称为DDS“调谐公式”。注意,系统的频率分辨率等于fc/2n.n = 32时,分辨率超过40亿分之一!在实际DDS系统中,溢出相位寄存器的位不会进入查找表,而是会被截断,只留下前13至15个MSB.这样可以减小查找表的大小,而且不会影响频率分辨率。相位截断只会给最终输出增加少量可接受的相位噪声。(参见图4)。

      dds技术的基本原理

      图4:计算得出的输出频谱显示15位相位截断时90 dB SFDR

      DAC的分辨率通常比查找表的宽度少2至4位。即便是完美的N位DAC,也会增加输出的量化噪声。图4显示的是32位相位累加器15位相位截断时计算得出的输出频谱。选择M值后,输出频率会从0.25倍时钟频率开始稍有偏移。注意,相位截断和有限DAC分辨率产生的杂散都至少比满量程输出低90 dB.这一性能远远超出了任何商用12位DAC,足以满足大多数应用的需求。

      上述基本DDS系统极为灵活,且具有高分辨率。只需改变M寄存器的内容,频率就可以立即改变,不会出现相位不连续。但是,实际DDS系统首先需要执行串行或字节加载序列,以将新的频率字载入内部缓冲寄存器,然后再载入M寄存器。这样就可以尽可能减少封装引脚数。新的频率字载入缓冲寄存器后,并行输出△相位寄存器就会同步操作,从而同时改变所有位。加载△相位缓冲寄存器所需的时钟周期数决定了输出频率的最大改变速率。

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  • 上述研究需要超声波具有高分辨率、高稳定性、大功率、频率大范围可调等特点,为此,本文提出了一种基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的DDS技术用来产生超声波功率源的方案,并已将其应用在实际的声学研究中。
  • 基于微气体传感器的气体浓度检测系统能有效地检测出传感器的微弱信号。系统以 Black-fin531为核心,结合DDS技术和自相关检测方法,硬件设计简单可靠,程序采用结构化的C语言,通用性和移植性好,易于DSP实现。
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dds技术